"Interstellar. La scienza dietro le quinte "- un libro per coloro che sono un po 'di pellicola
Libri / / December 19, 2019
volo interstellare
Al primo incontro, il professor Marca racconta Cooper sulle spedizioni del programma "Lazarus", progettato per trovare una nuova casa per l'umanità. Cooper dice: "Nel nostro sistema solare non ci sono pianeti abitabili, le stelle e la più vicina mille anni il modo. E ', per usare un eufemismo, inutile. Allora, dove hai preso li espulso, Professore? "Perché è inutile (se la mano non è un wormhole), è chiaro, se si pensa a quanto sia grande la distanza per le stelle più vicine.
Distanza per le stelle più vicine
Il più vicino (a parte il Sole) stella nel sistema che può trovare un pianeta adatto alla vita - questo è Tau Ceti. Si tratta di 11,9 anni luce dalla Terra; cioè, viaggia alla velocità della luce, prima che possa essere raggiunto in 11,9 anni. Potrebbe essere teoricamente pianeti abitabili che sono più vicini a noi, ma non di molto.
Per stimare quanto lontano il Tau Ceti, ricorrere ad analogie in una scala molto più piccola. Immaginate che la distanza da New York a Perth in Australia - circa la metà della circonferenza terrestre. La stella più vicina a noi (di nuovo senza contare il Sole) - Proxima Centauri, 4.24 anni luce dalla Terra, ma non v'è alcuna prova che il suo lato potrebbe essere adatto per la vita sul pianeta. Se la distanza di Tau Ceti - la distanza di New York - Perth, allora la distanza a Proxima Centauri - è New York - Berlino. Un po 'più vicino di Tau Ceti! Di tutte le astronavi senza pilota lanciati gli esseri umani nello spazio, allora appena ricevuto "Voyager 1", che è ora nelle 18 ore-luce di distanza dalla Terra. Il suo viaggio è durato 37 anni. Se la distanza di Tau Ceti - la distanza di New York - Perth, allora dalla Terra al "Voyager 1", a soli tre chilometri: sia l'Empire State Building al margine meridionale del Greenwich Village. Questo è molto meno da New York a Perth.
Dalla Terra a Saturno più vicino - 200 metri, due isolati dall'Empire State Building a Park Avenue. Dalla Terra a Marte - 20 metri, e dalla Terra alla Luna (il più grande distanza alla quale ancora viaggiato persone) - solo sette centimetri! Confronta sette centimetri e mezzo viaggio intorno al mondo! Ora si capisce che cosa il salto a verificarsi nella tecnologia per l'umanità di conquistare il pianeta al di fuori del sistema solare?
La velocità di volo nel XXI secolo
"Voyager-1" (avendo disperso tramite imbracatura gravitazionale intorno Saturn e Jupiter) si allontana dal sistema solare ad una velocità di 17 chilometri al secondo. L'astronave "Interstellar" "Endyurans" viaggia dalla Terra a Saturno per due anni, con una velocità media di circa 20 chilometri al secondo. Velocità massima raggiungibile nel XXI secolo, utilizzando motori a razzo in combinazione con fionde gravitazionali, sarà, a mio parere, a circa 300 chilometri al secondo. Se andiamo a Proxima Centauri, ad una velocità di 300 chilometri al secondo, il viaggio avrà 5.000 anni, e il volo a Tau Ceti - 13 000 anni. Qualcosa dolgovato. Per arrivare a questo punto in modo più rapido, avete bisogno di qualcosa come un tunnel spaziale alla tecnologia del XXI secolo.
La tecnologia del futuro lontano
scienziati e ingegneri ingegnosi messo un sacco di fatica, sviluppando i principi delle tecnologie future che farebbero volare quasi alla velocità una realtà. Troverete abbastanza informazioni su questi progetti su Internet. Ma ho paura, ospiterà più di cento anni prima che le persone saranno in grado di dar loro vita. Tuttavia, essi sono, a mio parere, sono convinti che per le civiltà supersviluppati viaggiano a velocità comprese tra un decimo della velocità della luce e, soprattutto, sono del tutto possibile.
Qui ci sono tre opzioni per il trasporto a velocità quasi luce, che penso siano particolarmente interessante. *
* Non si può lasciare senza attenzione e motori, che vengono utilizzati come combustibile particelle elementari a velocità prossime alla velocità della luce. Una pluralità di tali particelle (per esempio, raggi gamma o pi-mesoni) sono formate nei processi di annientamento particella - antiparticella (per esempio, elettroni - positrone). L'uso di tale tecnologia, secondo alcuni scienziati, consentirà di raggiungere una velocità di circa ⅔s. Purtroppo, l'antimateria annichilimento processi per la produzione di troppo in termini di tempo e tecnicamente difficile. Circa. scientifica. Ed.
la fusione nucleare
Fusione nucleare - la più famosa delle tre opzioni. Il lavoro di ricerca sulla creazione di centrali elettriche sulla base della fusione termonucleare controllata sono stati avviati nel 1950, e il completo successo di questi progetti sarà incoronato fino al 2050. Un secolo di ricerca scientifica!
Si dice qualcosa circa la portata delle difficoltà. Supponiamo che entro il 2050 il mondo sarà una centrale a fusione, ma per quanto riguarda i voli spaziali sulla fusione trainata? Motori dei maggior parte dei progetti di successo saranno in grado di fornire una velocità di circa 100 chilometri al secondo, ed entro la fine di questo secolo e presumibilmente fino a 300 chilometri al secondo. Tuttavia, la velocità quasi leggeri avranno bisogno di un nuovo principio di utilizzare termonucleari reazioni. La possibilità di fusione può essere valutata mediante calcoli semplici. Quando due di deuterio atomica (idrogeno pesante) unione, formando un atomo di elio, circa 0,0064 loro peso (A ruvida arrotondamento uno percento) viene trasformato in energia. Se convertire in energia cinetica (energia di movimento) dell'atomo di elio, che atomo acquisirà la velocità di un decimo della velocità della luce. **
** La formula dell'energia cinetica: Mv² / 2, dove M - è la massa dell'atomo di elio, e v - velocità. l'energia rilasciata Formula: 0,0064 MC², dove c - velocità della luce. (Qui uso il famoso principio di Einstein, in cui si afferma che, se si converte la massa in energia, la quantità di energia sarà pari a Mass., Moltiplicata per il quadrato della velocità della luce) pari a uno all'altro, si ottiene: V² = 2 × 0,0064c², il che implica che v è approssimativamente uguale a c / 10. Circa. autore.
Pertanto, se trasformiamo tutta l'energia ottenuta dalla sintesi combustibile (deuterio) in movimento direzionale della navicella, si raggiunge una velocità di circa c / 10, e se sia intelligente - e diversi di più. Nel 1968, Freeman Dyson, un grande fisico, descritto ed esplorato la primitiva struttura del veicolo spaziale su fusion-disegnato in grado - nelle mani civiltà sufficientemente avanzata - di fornire tale velocità ordine. bombe a fusione ( "idrogeno" bomba) esplode immediatamente emisferica dietro la serranda, il cui diametro - 20 chilometri. Le esplosioni spingono la nave in avanti, portandolo alla più audace Dyson stimato che fino a un trentesimo della velocità della luce. Un miglioramento della progettazione può essere in grado di fare di più. Nel 1968, Dyson è giunto alla conclusione che l'uso di questo tipo di motore sarà possibile non prima della fine del XXII secolo, 150 anni da oggi. Credo che questa stima è troppo ottimista.
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Non importa quanto attraente possa sembrare tutta la tecnologia del futuro, la parola "futuro" è la chiave qui. Con la tecnologia del XXI secolo, siamo in grado di raggiungere gli altri sistemi stellari in meno di un migliaio di anni la Via. solo la nostra, speranza spettrale per interstellare volo - un wormhole in "Interstellar", o anche un qualche tipo di limitazione forma della curvatura dello spazio - tempo.
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